Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Posté par Adrien le Vendredi 10/10/2014 à 00:00
Observer les nanoparticules sans interferer avec un substrat
Une équipe de recherche a mis au point une méthode qui permet d'observer des nanoparticules sans qu'elles interfèrent avec un substrat. Il est ainsi possible de caractériser spécifiquement la surface des nanoparticules. Les perspectives sont nombreuses, en particulier pour les nanoparticules fonctionnalisées aux applications très prometteuses dans les domaines du biomédical ou de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). L'étude est publiée dans le Journal of Physical Chemistry Letters.


Illustration: Soleil Synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.)

La spectrométrie conventionnelle de photoélectrons utilisant des rayons X (XPS) est la technique la plus utilisée pour étudier la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de...). Elle donne en effet des informations sur la composition chimique sur une fine épaisseur, de quelques dizaines de couches d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner...). Pour étudier la surface de nanoparticules, il était jusqu'à présent nécessaire de les déposer sur un "support", un substrat. Mais les interactions entre les nanoparticules et le substrat, couplées à des effets de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un...) de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :), rendent l'interprétation des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) XPS difficile.

Pour s'affranchir de ces perturbations, des équipes du CEA Iramis (1), du Synchrotron SOLEIL, de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Lavoisier de Versailles (UVSQ / CNRS) et de l'Institut de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) de Rennes (CNRS/Université Rennes 1) ont conçu et développé un nouveau dispositif expérimental. Les chercheurs ont créé un "aérosol (Un aérosol est un ensemble de particules, solides ou liquides, d'une substance chimique donnée en suspension dans un milieu gazeux. Émis par les activités humaines ou naturelles, les...)" de nanoparticules, qu'ils ont analysé grâce au faisceau de rayons X de basse énergie de la ligne de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) PLEIADES (Synchrotron SOLEIL). L'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) entre les nanoparticules et le faisceau, bien définie spatialement et temporellement, a été réalisée sous un vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) poussé.

Les particules utilisées pour démontrer la faisabilité de la méthode sont des nano cristaux de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) de 14 nm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer qu'une...) (1 nm = 1 milliardième de mètre). Elles ont été synthétisées par pyrolyse laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...) au CEA Iramis et préalablement oxydées à l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air...) ambiant avant la mesure sur synchrotron.

L'expertise du centre de spectroscopie de l'Institut Lavoisier sur la physico-chimie et les réponses spectroscopiques des surfaces de silicium a permis de préciser les spécificités de la réponse XPS des nanoparticules étudiées. L'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes à donner les liens...) obtenues sur PLEIADES a démontré l'existence d'une transition continue de l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir fonctionner correctement.) Silicium pur/Silicium oxydé sur une épaisseur inférieure à 1 nm.

Les études scientifiques menées précédemment sur des objets similaires ont été réalisées avec des échantillons déposés sur un substrat. Mais l'interaction avec le substrat ne permettait pas de conclure sur l'origine des phénomènes observés. La nouvelle méthode proposée permet de discriminer les effets uniquement dus à la nanostructuration de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide,...), en s'affranchissant des effets parasites liés au substrat.

Cette nouvelle méthode est de plus extrêmement sensible à toute modification intervenant à la surface de nanoparticules en interaction avec différents environnements chimiques. Elle pourra s'appliquer à la caractérisation d'une large gamme de nano-objets, et en particulier aux nanoparticules fonctionnalisées où des molécules actives, plus ou moins complexes, sont "ancrées" à la surface des nanoparticules. Grâce à la structuration spécifique de la matière à l'échelle nanométrique, ces nanoparticules fonctionnalisées présentent des propriétés optiques ou physiques particulières, susceptibles de trouver de nombreuses applications comme en imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression mécanique ;...) par photoluminescence ou dans le traitement par thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une personne souffrant d'un problème de santé, dans le but de l'aider à guérir, de minimiser...) ciblée des tumeurs.

Note:

(1) L'Institut Rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une...) Matière de Saclay (CEA Iramis) est un des instituts de la Direction des sciences de la matière du CEA. Ses 650 chercheurs, ingénieurs-chercheurs et techniciens conduisent des recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...), souvent en association avec d'autres partenaires (CNRS, École Polytechnique et ENSICAEN...) dans différents domaines: la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général la recherche fondamentale...) pour les technologies de l'information et de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.), les interactions rayonnement-matière et les énergies bas carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). Les chercheurs du CEA Iramis développent et maîtrisent de nombreuses techniques expérimentales aux échelles du nanomètre ou de l'attoseconde, ils sont aussi très présents sur les Grands Instruments Européens.

Pour plus d'information voir: http://www.synchrotron-soleil.fr/Soleil/ToutesActualites/2014/PLEIADES-Nanoparticules


Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: Soleil Synchrotron